流體輸送設(shè)備簡介(共67頁).ppt

1、第第 2 章章 流體輸送設(shè)備流體輸送設(shè)備主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1. 離心泵的結(jié)構(gòu)、原理離心泵的結(jié)構(gòu)、原理 2. 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 3. 離心泵的調(diào)節(jié)、組合離心泵的調(diào)節(jié)、組合和安裝和安裝 4. 往復(fù)泵的工作原理，往復(fù)泵的工作原理，特性曲線、操作要點特性曲線、操作要點 5. 通風(fēng)機的原理、特性通風(fēng)機的原理、特性曲線曲線CAfCCCAAAhzgpugzgpugH,222121f2Hg2ugpzH+=管管路路系系統(tǒng)統(tǒng)：2.1 概述概述2V2V422fKqqgd)dl(8g2u)dl(H=+=+=2VKqAH+=管管路路特特性性曲曲線線方方程程：項項可可略略去去g2uggpzA2動動能能

2、差差=+=說明：說明： 由管路系統(tǒng)本身決定由管路系統(tǒng)本身決定, 反映全管路系統(tǒng)的能量需求特性反映全管路系統(tǒng)的能量需求特性 壓頭和流量是流體輸送機械的主要指標(biāo)壓頭和流量是流體輸送機械的主要指標(biāo)ab 管路特性曲線qVH 影響管路特性曲線的因素影響管路特性曲線的因素 時，：0p無影響對 A時，0pA則,影響影響K：)(fK流流量量、管管徑徑管管路路布布置置=gpzApz：、gd)dl( 8K42+=影響影響 A：（高高阻阻管管路路）則則曲曲線線斜斜率率,K（低低阻阻管管路路）則則曲曲線線斜斜率率 ,K流體輸送設(shè)備通用機械：流體輸送設(shè)備通用機械：液體輸送設(shè)備 泵泵； 氣體輸送設(shè)備 通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓縮

3、機或真空泵；通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓縮機或真空泵；作用作用：向系統(tǒng)輸入能量，補充所需機械能； 用于流體的輸送或加壓。根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)分類 離心泵 漩渦泵 混流泵 軸流泵 往復(fù)泵 轉(zhuǎn)子泵 齒輪泵、螺桿泵、羅茨泵、滑片泵 噴射泵、空氣升液泵、電磁泵單吸泵、雙吸泵單級泵、多級崩蝸殼式泵、分段式泵立式泵、臥式泵屏蔽泵、磁力驅(qū)動泵高速泵單級泵、多級泵離心漩渦泵電動泵蒸汽泵柱塞泵 隔膜泵計量泵葉片式泵 容積式泵(正位移式) 其他類型泵泵蝸殼外殼；蝸殼外殼；葉輪：敞式葉輪：敞式, ,半蔽式半蔽式, ,蔽式蔽式 單吸式、雙吸式。單吸式、雙吸式。 附屬裝置：底閥、濾網(wǎng)、附屬裝置：底閥、濾網(wǎng)、調(diào)節(jié)閥、平衡孔調(diào)節(jié)閥

4、、平衡孔( (平衡管平衡管) )、排氣孔、軸封。、排氣孔、軸封。 2.2 離心泵離心泵 離心泵的根本結(jié)構(gòu)，工作原理及性能參數(shù)離心泵的根本結(jié)構(gòu)，工作原理及性能參數(shù) (1) 離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的結(jié)構(gòu) 主要結(jié)構(gòu)：主要結(jié)構(gòu)： (2) 工作原理工作原理 (a) 排出階段排出階段 葉輪旋轉(zhuǎn)葉輪旋轉(zhuǎn)(產(chǎn)生離心力，使液產(chǎn)生離心力，使液體獲得能量體獲得能量流體流入渦殼流體流入渦殼(動能動能靜壓能靜壓能) 流向輸出管路流向輸出管路。 (b) 吸入階段吸入階段 液體自葉輪中心甩向外緣 葉輪中心形成低壓區(qū) 貯槽液面與泵入口形成壓差液體吸入泵內(nèi)。氣縛現(xiàn)象：泵內(nèi)未充滿液體，氣體密度低，產(chǎn)生離心力小，氣縛現(xiàn)象：泵內(nèi)未充滿液

5、體，氣體密度低，產(chǎn)生離心力小，在葉輪中心形成的低壓缺乏以將液體吸上。在葉輪中心形成的低壓缺乏以將液體吸上。說明：離心泵無自吸能力，啟動前必須將泵體內(nèi)充滿液體說明：離心泵無自吸能力，啟動前必須將泵體內(nèi)充滿液體。 離心泵結(jié)構(gòu)示意圖(c) 主要部件作用主要部件作用 泵殼泵殼：動能靜壓能，提高液體壓力, 能量轉(zhuǎn)換裝置。 葉輪葉輪：把原動機(電機)的機械能，傳遞給液體，提高液體的 動能和靜壓能。 葉輪形式：葉輪形式：葉輪由612片葉片組成。 按葉片兩側(cè)有無蓋板: 敞式、半蔽式、蔽式。敞式、半蔽式、蔽式。葉輪的類型(a)后蓋板平衡孔單吸式雙吸式按吸液方式：單吸式、雙吸式。單吸式、雙吸式。蔽式葉輪：蔽式葉輪

6、：適用于輸送清潔液體敞式和半蔽式葉輪：敞式和半蔽式葉輪：流道不易堵塞，適用于輸送含有固體顆粒的液體懸浮液，效率低。單吸式：結(jié)構(gòu)簡單，液體從葉輪一側(cè)被吸入。單吸式：結(jié)構(gòu)簡單，液體從葉輪一側(cè)被吸入。雙吸式：吸液能力大，根本上消除軸向推力。雙吸式：吸液能力大，根本上消除軸向推力。單吸式與雙吸式葉輪(3) 離心泵的性能參數(shù)離心泵的性能參數(shù)gHqqhPVsee%100aePP%100aVPgHqhmsm/,/33kWW，小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%左右。ghHe液柱m, 功率：功率： 有效功率Pe：軸功率Pa： 效率效率：eaPP 壓頭壓頭(揚程)H： 流量流量 qV： 2.2.2 離心泵

7、的根本方程離心泵的根本方程(1) 液體在葉輪中的運動及其簡化假設(shè)液體在葉輪中的運動及其簡化假設(shè) 簡化假設(shè)簡化假設(shè) a葉片數(shù)目無限多，且無限薄，嚴(yán)格將流體限定在葉葉片數(shù)目無限多，且無限薄，嚴(yán)格將流體限定在葉輪流道內(nèi)；輪流道內(nèi)； b流體為理想流體，無能量損失；流體為理想流體，無能量損失； 液體質(zhì)點的運動液體質(zhì)點的運動 圓周運動液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，圓周速度為u； 切向運動相對于葉輪的運動，相對速度w； 合成運動流體相對于殼體的運動，絕對速度c。ucwucwwccrcuu液體質(zhì)點在葉輪內(nèi)的運動情況uwccos2222cuucw各速度之間相互關(guān)系：urcuctgcoscccu的圓周分量：ctgcuccr

8、ucos 幾何參數(shù)幾何參數(shù) 葉片安裝角相對速度w與圓周速度u反向延長線間的夾角。 夾角絕對速度c和圓周速度u間的夾角。 sincccr的徑向分量： 離心泵理想壓頭方程的推導(dǎo)c2w2u2cu2cr222w1c1u1L2R2R1L12離心泵根本方程的推導(dǎo)離心泵根本方程的推導(dǎo)gccgPPHT2212212列葉輪進、出口截面機械能衡算式，那么有：部分為靜壓頭增量，包括兩gPP12gPgcHgPgcT22212122a 離心力產(chǎn)生的壓頭離心力產(chǎn)生的壓頭HcdmRdFc2RbdRdm222RRbdRdFc離心力：而所以RbdFdpc2RdRdp2此離心力產(chǎn)生的壓頭變化為：代入dFc，整理得：離心力作功 2

9、121221RRppRdRdppp 2212212guugppHc)(221222RR Ru 2)(212212uupp因此，離心力所產(chǎn)生的壓頭為： 2guu 222212121222222212222212122wcwcgccgwwguuHT111212121cos2ucucw又gucucHT111222coscos離心泵設(shè)計中，一般使1=90o，那么cos1=0，故有：gcosucH222Twccrcuu222222222cos2ucucwb 流道變化引起的壓頭增高流道變化引起的壓頭增高Hp 22221gwwHp 離心泵根本方程離心泵根本方程)(1,222222TVuTqActguuggc

10、uHgucgucHuT22222cos222,rTVcbDq2,2AqcTVrwccrcuuctgcuccrucos()222, r22Tctguc-ug1H= 離心泵根本方程離心泵根本方程TVuTqgActgugugcuH,222222)(泵泵結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，流流量量fHT3離心泵根本方程的討論離心泵根本方程的討論 離心泵理論流量離心泵理論流量qv,T對理論壓頭對理論壓頭HT的影響的影響 葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑 qv、b2、2一定，一定，D2、n HT 2222222vTrqrHctgggrb 泵理論壓頭與葉片彎曲方向的關(guān)系泵理論壓頭與葉片彎曲方向的關(guān)系 葉片形式葉片形式：徑向，前彎，后

11、彎 902增增加加隨隨q qH HT TV V, ,T T22u2c2w22u2c2w222u2c2w22(a)(b)(c) 葉片彎曲方向及其速度三角形902無無關(guān)關(guān)與與q qH HT TV V, ,T T徑向葉片徑向葉片：902降降低低隨隨q qH HT TV V, ,T T后彎葉片：后彎葉片：前彎葉片：前彎葉片：222gActguB 2.2.3 離心泵的效率和實際壓頭離心泵的效率和實際壓頭 實際壓頭 He單max 應(yīng)采用串聯(lián)操作應(yīng)采用串聯(lián)操作原因：原因：并聯(lián)泵壓頭不夠大。 串、并聯(lián)都滿足時，串、并聯(lián)都滿足時， 應(yīng)根據(jù)管路特性選擇應(yīng)根據(jù)管路特性選擇 對于低阻管路低阻管路(B較小)， 宜采用并

12、聯(lián)并聯(lián)操作； 對于高阻管路高阻管路(B較大)， 宜采用串聯(lián)串聯(lián)操作；離心泵組合方式的選擇HqVab2211(4) 組合泵的流量調(diào)節(jié)組合泵的流量調(diào)節(jié) 方法方法：同單泵； 注意注意：確定組合泵的工作點時， 應(yīng)使用泵的合成特性曲線和管路特性曲線。離心泵組合方式的選擇HqVab22112. 2. 6 離心泵的汽蝕現(xiàn)象和安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象和安裝高度 (1) 離心泵的汽蝕現(xiàn)象離心泵的汽蝕現(xiàn)象 汽蝕現(xiàn)象空蝕汽蝕現(xiàn)象空蝕 吸入管段吸入管段: 無外加機械能， 液體靠勢能差，吸入離心泵。時，發(fā)生汽蝕sKpp至泵內(nèi)壓力最低點K處，假設(shè) 離心泵的汽蝕1100z 泵汽蝕時的特征泵汽蝕時的特征 泵體振動、噪聲大；泵

13、體振動、噪聲大； 泵流量、壓頭、效率都顯著下降。泵流量、壓頭、效率都顯著下降。 主要危害主要危害 造成葉片損壞，離心泵不能正常操作。造成葉片損壞，離心泵不能正常操作。 汽蝕發(fā)生的位置汽蝕發(fā)生的位置 葉輪內(nèi)壓力最低處葉輪內(nèi)壓力最低處 (葉輪內(nèi)緣葉輪內(nèi)緣, 葉片反面葉片反面 K處處)。 衡量泵抗汽蝕能力的參數(shù)衡量泵抗汽蝕能力的參數(shù) 汽蝕余量、吸上真空高度。汽蝕余量、吸上真空高度。汽蝕時葉輪內(nèi)緣葉片背面示意圖容易發(fā)生氣蝕的K處(2) 離心泵的汽蝕余量離心泵的汽蝕余量 汽蝕余量汽蝕余量 列1-1(泵入口)及K-K間的機械能衡算式：kfkkHgugpgugp1222211vkpp 剛發(fā)生汽蝕時，skkp

14、pfkVHgugpgugp)2(21221min, 1即：gpgugpHguNPSHvfkck22)(21min, 121：臨臨界界汽汽蝕蝕余余量量 離心泵的汽蝕1100z 關(guān)于NPSHNet Positive Suction Head * 泵抗汽蝕能力的參數(shù) * NPSH，那么泵抗汽蝕能力。 * NPSH=f(泵結(jié)構(gòu)、流體種類、流量) 流量，那么NPSH，泵抗汽蝕能力 * 由泵樣本提供，工程上常用。 (a) 必需汽蝕余量必需汽蝕余量 (NPSH)r為確保工作，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：必需汽濁余量為確保工作，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：必需汽濁余量(NPSH)r = (NPSH)C + 0.3 m(b) 實際汽蝕余量實際汽蝕

15、余量(NPSH)rgpgugpHguNPSHvfkk2221121實際汽濁余量實際汽濁余量NPSH =NPSH)r + 0.5 m(3) 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度 安裝高度安裝高度：泵入口與吸入液面間的垂直距離。 最大安裝高度最大安裝高度 zmax 在0-0，k-k 截面間列機械能衡算方程：離心泵的汽蝕110zkfkkkoooHgugpzgugpz02222cfvoNPSHHgpgpzo1max整理得：SzHgmax5 .0)(1rfvogNPSHHgpgpHo即即： 最大允許安裝高度最大允許安裝高度 儲槽上方壓力儲槽上方壓力 p0：gHp，則則0gvHp，則則 液體飽和蒸汽壓液體飽和

16、蒸汽壓 pv： 泵吸入管段阻力泵吸入管段阻力HHf,0-1:方法：應(yīng)盡可能減小泵吸入管段阻力方法：應(yīng)盡可能減小泵吸入管段阻力gfHH，則則10,1泵的吸入管徑比排出管徑大一些泵的吸入管徑比排出管徑大一些2泵盡量靠近水流，縮短管路長度泵盡量靠近水流，縮短管路長度3吸入管盡量少轉(zhuǎn)彎。省去不必要條件。吸入管盡量少轉(zhuǎn)彎。省去不必要條件。5 .0)(1rfvogNPSHHgpgpHo (NPSH)r與流量有關(guān)，流量大時與流量有關(guān)，流量大時(NPSH)r較大，因此在計算較大，因此在計算泵的最大容許安裝高度時，必須以使用過程中可能到達(dá)的最大泵的最大容許安裝高度時，必須以使用過程中可能到達(dá)的最大流量進行計算流

17、量進行計算問題問題1 1：Hg能否為負(fù)值 ？ 答答：可以。 例如，精餾塔裙座高8-10m。 問題問題2：調(diào)節(jié)閥安在哪？為什么？ 當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點較低時，當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點較低時，可能出現(xiàn)可能出現(xiàn)允許安裝高度為負(fù)值允許安裝高度為負(fù)值的情況，此時，的情況，此時，應(yīng)應(yīng)將離心泵安裝于貯槽液面以下將離心泵安裝于貯槽液面以下，使液體利，使液體利用位差自流入泵內(nèi)。用位差自流入泵內(nèi)。例：輸送石油產(chǎn)品，av3kp80P,m.kg760=擬用65Y-60B型油泵以hmqu315 到表壓為177kPa設(shè)備內(nèi)，貯糟液面送與出口處 mHmHmff41,5排排吸吸，問：泵合用否；假設(shè)泵位于液面下.m

18、安裝適宜？泵性能：qu 19.8m3 揚程 38 55% pa 3.75kw 必須汽蝕余量NPSHr 2.6m解：1.與管出口外側(cè)列方程： HfgugpzHgugpz2222222111 u1=u2=0,z1=0,z2=5,p1=0,p2=177*103Pa(表)mmH387 .33581. 9*7601000*1775 。，故故合合用用又又hmhmqu338 .1915 2.能否操作正常，需看安裝高度是否適宜。 mrNPSHHgppHfuog24. 11)5 . 06 . 2(81. 9*76010*)803 .101(5 . 0310 即要求安在液面下1.24m才正常。故安裝不適宜，須向下

19、移0.24m。 2.2.7 離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用 (1) 離心泵的類型離心泵的類型 按輸送液體的性質(zhì)或泵結(jié)構(gòu)分類，用英語或漢語拼音為系列代號。清水泵清水泵 B型型：單級單吸式單級單吸式，系列揚程范圍 8 98m， 流量范圍：4.5360 m3/h, 屬常用型。D型型：多級離心泵多級離心泵(一般29級)。 系列揚程范圍：14351m， 流量范圍：10.8850 m3/h， 適用：壓頭高，而流量不大的場合。 S 型：雙吸式離心泵型：雙吸式離心泵 系列揚程范圍：9140 m ； 流量范圍：1201250 m3/h； 適用：壓頭要求不高，流量較大的場合。 油泵油泵：Y型 要求密封性能好

20、，一般具有冷卻措施。 流量：6.5500 m3/h 壓頭：60 603 m。 其它類型泵其它類型泵 耐腐蝕泵耐腐蝕泵(F型型)：密封性能好(常用機械密封)， 雜質(zhì)泵雜質(zhì)泵(P型型)：不易堵，耐磨， 葉輪：敞式或半閉式。 屏蔽泵屏蔽泵：機泵一體，用于輸送易燃、易爆液體。 液下泵液下泵(EY型型)：無泄漏問題，化工常用泵。(2) 離心泵的選用離心泵的選用原那么：原那么： 確定泵的類型確定泵的類型依據(jù)：依據(jù)： a輸送流體的性質(zhì)輸送流體的性質(zhì)清水泵、油泵、耐腐蝕泵等清水泵、油泵、耐腐蝕泵等 b現(xiàn)場安裝條件現(xiàn)場安裝條件臥式泵、立式泵等臥式泵、立式泵等 c流量大小流量大小單吸泵、雙吸泵等單吸泵、雙吸泵等

21、d揚程大小揚程大小單級泵、多級泵等單級泵、多級泵等選擇泵的具體型號選擇泵的具體型號 a由管路所需壓頭、流量，確定泵壓頭、流量。由管路所需壓頭、流量，確定泵壓頭、流量。 工程觀點：選擇時，有一定生產(chǎn)裕度，控制在工程觀點：選擇時，有一定生產(chǎn)裕度，控制在10%左右。左右。 b抗汽蝕性能好抗汽蝕性能好 c經(jīng)濟性好：泵的操作點應(yīng)處于高效區(qū)內(nèi)。經(jīng)濟性好：泵的操作點應(yīng)處于高效區(qū)內(nèi)。 校核和最終選型校核和最終選型 效率高、汽蝕余量小、重量輕、價格低效率高、汽蝕余量小、重量輕、價格低2 2、離心泵的安裝和使用、離心泵的安裝和使用 1 1泵的安裝高度泵的安裝高度 為了保證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實為了保

22、證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實際安裝際安裝高度必須低于理論上計算的最大安裝高度，同時，應(yīng)盡量降高度必須低于理論上計算的最大安裝高度，同時，應(yīng)盡量降低吸入管路的阻力。低吸入管路的阻力。2 2啟動前先啟動前先“灌泵灌泵 這主要是為了防止這主要是為了防止“氣傅現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動前，向泵氣傅現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在翻開狀態(tài)下有液體冒出內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在翻開狀態(tài)下有液體冒出時為止。時為止。3 3離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時啟動離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時啟動 為了不致啟動時電流過大而燒壞電機，泵啟動時要將出口閥為了不致啟動時電流過大而燒壞電機，泵啟動時

23、要將出口閥完全關(guān)閉，等電機運轉(zhuǎn)正常后，再逐漸翻開出口閥，并調(diào)節(jié)完全關(guān)閉，等電機運轉(zhuǎn)正常后，再逐漸翻開出口閥，并調(diào)節(jié)到所需的流量。到所需的流量。4關(guān)泵的步驟關(guān)泵的步驟 關(guān)泵時，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機。否那么，壓關(guān)泵時，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機。否那么，壓出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉(zhuǎn)，使出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉(zhuǎn)，使葉輪被損壞。葉輪被損壞。5運轉(zhuǎn)時應(yīng)定時檢查泵的響聲、振動、滴露等情況，觀察運轉(zhuǎn)時應(yīng)定時檢查泵的響聲、振動、滴露等情況，觀察泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過熱等。泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過熱等。 操作運行l(wèi)啟動泵前：灌泵排氣防止氣縛，關(guān)閉出口閥保護啟動泵前：灌泵排氣防止氣縛，關(guān)閉出口閥保護電機，啟動電流最小電機，啟動電流最小l啟動后：檢查是否漏夜啟動后：檢查是否漏夜l停泵前：先關(guān)出口閥門保護葉輪。停泵前：先關(guān)出口閥門保護葉輪。l故障：吸不上水故障：吸不上水 l啟動時沒灌滿水；底閥漏水啟動時沒灌滿水；底閥漏水l葉輪底閥吸入管堵塞葉輪底閥吸入管堵塞l漏氣中途吸不上水，氣縛漏氣中途吸不上水，氣縛H 0 qV pa用離心泵將江水送至高位槽。假設(shè)管路用離心泵將江水送至高位槽。假設(shè)管路條件不變，那么以下參數(shù)隨著江面的下條件不變，那么以